超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010346041.1 (22)申请日 2020.04.27 (71)申请人 吉林化工学院 地址 132022 吉林省吉林市龙潭区承德街 45号吉林化工学院 (72)发明人 姜峰邱克强王鑫武晓峰 (74)专利代理机构 北京慕达星云知识产权代理 事 务 所( 特 殊 普 通 合 伙 ) 11465 代理人 王敏 (51)Int.Cl. C22C 1/02(2006.01) C22C 1/06(2006.01) C22C 21/08(2006.01) (54)发明名称 一种超声。

2、处理与Bi复合细化亚共晶Al- Mg2Si合金组织的方法 (57)摘要 本发明公开了一种超声处理与Bi复合细化 亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 涉及铝合金熔 炼与铸造技术。 本发明通过采用金属Bi为变质剂 细化亚共晶Al-Mg2Si合金中的共晶Mg2Si增强 体， 使其由板片状、 针状结构变成珊瑚状、 纤维状 和颗粒状， 并通过超声处理消除铸态亚共晶Al- Mg2Si合金在变质过程中产生的气体， 减少缩孔、 缩松和金属Bi的偏析缺陷， 同时细化初生铝(- Al)晶粒尺寸， 使其结构形貌由粗大的树枝晶转 变为等轴晶， 进而提高亚共晶Al-Mg2Si合金的综 合力学性能。 本发明公开保护的。

3、金属Bi与超声复 合处理是一项既达到细化晶粒、 除气、 除杂、 改善 疏松、 偏析， 又能有效提高铸锭品质， 该方法操作 简单、 成本低廉、 绿色环保， 适于推广与应用。 权利要求书1页 说明书7页 附图15页 CN 111411246 A 2020.07.14 CN 111411246 A 1.一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 所述方法 具体包括如下步骤： (1)分别按如下重量百分比称取合金原材料： 镁块 3.176.34， 硅颗粒 1.833.66， 其余为铝块， 备用； (2)将步骤(1)称取的铝块和硅颗粒加热熔化后降温， 加入预热镁块， 待。

4、所述镁块完全 熔化后保温、 静置， 并首次加入除气精炼剂搅拌， 去除浮渣， 得到精炼的合金熔体； (3)在步骤(2)得到的合金熔体中加入变质剂Bi颗粒静置， 随后对所述合金熔体进行二 次精炼处理， 得到精炼合金熔体； (4)对步骤(3)得到的精炼合金熔体进行超声外场处理， 随后浇注成型， 得到铸件成品。 2.根据权利要求1所述的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 若熔炼配制亚共晶Al-5Mg2Si合金则在所述步骤(1)中分别称取如下合金原 材料： 镁块3.17， 硅颗粒1.83， 其余为铝块； 若熔炼配制亚共晶Al-10Mg2Si合金则在 所述步骤(。

5、1)中分别称取如下合金原材料： 镁块6.34， 硅颗粒3.66， 其余为铝块。 3.根据权利要求1所述的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中， 镁块预先加热温度为250300， 及所述镁块的投入温度 不应高于750。 4.根据权利要求3所述的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 所述镁块熔化保温温度为720740， 保温静置时间为1015min。 5.根据权利要求4所述的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 所述除气精炼剂加入时熔体体系温度为73075。

6、0， 且所述除气精炼剂加 入量为熔体总质量的0.30.5wt， 精炼搅拌时间为11.5min。 6.根据权利要求1所述的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 所述步骤(3)中， 变质剂Bi颗粒加入量为熔体总质量的0.050.3wt， 且加入 变质剂Bi颗粒的静置时间为13min。 7.根据权利要求1所述的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 所述步骤(4)中超声处理工艺为： 将预热的超声变幅杆浸入所述精炼熔体内 部， 对所述精炼熔体超声保温温度范围为615650， 处理时间为60180s， 及超声功率 为800。

7、1800W。 8.根据权利要求7所述的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 所述超声变幅杆的预热温度为300350。 9.根据权利要求1所述的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 其特征在于， 所述浇注成型工艺为： 将超声处理后的合金液， 浇铸到已预热250300的 金属模具中成型， 得到相应铸件。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111411246 A 2 一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法 技术领域 0001 本发明涉及镁合金熔炼与铸造技术， 具体涉及一种亚(近)共晶Al-Mg-Si系合金中。

8、 含有Mg2Si强化相的铸造组织细化技术， 并具体公开超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si 合金组织的方法。 背景技术 0002 由于铸造Al-Mg2Si合金具有密度低、 导热性好、 热膨胀系数低、 比强度高、 耐磨性 和耐腐蚀性好的优良性能， 受到人们的广泛关注， 所以该合金成为航空航天、 汽车等工业领 域应用的潜在材料。 但由于亚(近)共晶Al-Mg2Si合金的铸态组织， 通常由粗大的树枝晶状 初生铝( -Al)和粗大的针片状、 杆状或汉字状的共晶Mg2Si相组成， 其粗大的针片状、 杆状 或汉字状的共晶Mg2Si严重地割裂Al基体， 产生应力集中， 形成裂纹源， 严重降低了亚共晶。

9、 Al-Mg2Si合金的抗拉强度。 此外， 合金中含有气孔、 成分偏析等其他缺陷， 影响合金的综合 力学性能， 从而限制了该类合金在实际生产中的应用。 0003 针对上述亚共晶Al-Mg2Si合金组织的缺陷， 目前研究较多的主要采用碱金属及稀 土对亚(近)共晶Al-Mg2Si合金中的Mg2Si相进行变质处理， 但部分变质剂的变质效果不佳， 且成本相对较高。 0004 因此， 开发一种成本低廉、 高效的合金组织细化方法就成为了本领域技术人员亟 需解决的问题。 发明内容 0005 有鉴于此， 本发明的目的是针对现有技术中存在的问题， 提供一种超声处理与Bi 复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的。

10、方法， 通过在亚共晶Al-Mg-Si系合金中超声处理及添 加金属Bi来细化树枝状初生铝( -Al)和共晶Mg2Si相， 以强化合金综合力学性能。 0006 具体的， 由于铸态亚共晶Al-Mg2Si合金的微观组织中通常存在粗大的初生铝( - Al)枝晶和板片状、 针状的共晶Mg2Si相， 这对合金的力学性能尤其是拉伸性能和延性产生 了不利影响。 因此， 控制初生 -Al和共晶Mg2Si晶体的形貌和尺寸大小是提高亚共晶Al- Mg2Si合金力学强度和延性的关键问题。 当前铝合金工业生产中常常加入Al-Ti-B和Al-Ti- C体系中间合金对基体中粗大 -Al枝晶进行细化处理。 以及现有技术中通过添。

11、加各种微量 元素或化合物等， 如Gd、 Na、 Ba、 Sr、 La、 Bi、 Nd、 K2TiF6等， 以对亚共晶Al-Mg2Si合金的共晶 Mg2Si相进行变质处理。 但由于在合金变质过程中易产生气体， 出现缩孔缩松缺陷。 同时， 变 质元素与共晶相反应， 生成新的金属间化合物， 在基体中出现不均匀， 产生偏析现象， 因此， 亟需开发一种能够解决现有技术存在的技术问题的用于细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的 方法。 0007 为了实现上述目的， 本发明采用如下技术方案： 0008 一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 所述方法具体包括 如下步骤： 说明书 1/。

12、7 页 3 CN 111411246 A 3 0009 (1)分别按如下重量百分比称取合金原材料： 0010 镁块 3.176.34， 0011 硅颗粒 1.833.66， 0012 其余为铝块， 备用； 0013 (2)将步骤(1)称取的铝块和硅颗粒加热熔化后降温， 加入预热镁块， 待所述镁块 完全熔化后保温、 静置， 并首次加入除气精炼剂搅拌， 去除浮渣， 得到精炼的合金熔体； 0014 (3)在步骤(2)得到的合金熔体中加入变质剂Bi颗粒静置， 随后对所述合金熔体进 行二次精炼处理， 得到精炼合金熔体； 0015 (4)对步骤(3)得到的精炼合金熔体进行超声外场处理， 随后浇注成型， 得。

13、到铸件 成品。 0016 进一步优选的， 若熔炼配制亚共晶Al-5Mg2Si合金则在所述步骤(1)中分别称取 如下合金原材料： 镁块3.17， 硅颗粒1.83， 其余为铝块； 若熔炼配制亚共晶Al-10 Mg2Si合金则在所述步骤(1)中分别称取如下合金原材料： 镁块6.34， 硅颗粒3.66， 其余 为铝块。 0017 需要说明的是， 上述合金原材料采用工业纯铝(Al99.7)， 纯镁(Mg99.6) 和结晶硅(Si99.5， 粒径尺寸为210mm)， 金属铋(99.99)。 0018 进一步的， 所述步骤(2)中， 镁块预先加热温度为250300， 及所述镁块的投 入温度不应高于750。 。

14、0019 进一步的， 所述镁块熔化保温温度为720740， 保温静置时间为1015min。 0020 更进一步的， 所述除气精炼剂加入时熔体体系温度为730750， 且所述除气 精炼剂加入量为熔体总质量的0.30.5wt， 精炼搅拌时间为11.5min。 其中， 精炼剂优 选C2Cl6。 0021 进一步的， 所述步骤(3)中， 变质剂Bi颗粒加入量为熔体总质量的0.050.3wt， 且加入变质剂Bi颗粒的静置时间为13min。 0022 进一步的， 所述步骤(4)中超声处理工艺为： 将预热的超声变幅杆浸入所述精炼熔 体内部， 对所述精炼熔体超声保温温度范围为615650， 处理时间为6018。

15、0s， 及超声 功率为8001800W。 0023 更进一步的， 所述超声变幅杆的预热温度为300350。 0024 进一步的， 所述浇注成型工艺为： 将超声处理后的合金液， 浇铸到已预热250 300的金属模具中成型， 得到相应铸件。 0025 综上， 本发明提供了一种采用超声外场与变质联合处理细化亚共晶Al-Mg2Si合金 组织的方法， 通过对640650、 625635、 615625不同保温温度范围， 60s、 90s、 120s、 150s、 180s不同超声处理时间， 800W、 1000W、 1200W、 1400W、 1600W、 1800W不同超声功率 的优选实验结果发现， 。

16、当最佳超声处理工艺参数为620， 超声处理150s， 超声功率为1800W 时， 亚共晶Al-10Mg2Si合金中合金组织中的初生铝( -Al)由粗大的树枝晶全部转变成较为 细小的近球形的等轴晶， 共晶Mg2Si由板片状、 针状结构变成细小的珊瑚状、 纤维状和颗粒 状。 0026 进一步的， 当在上述最佳超声外场处理工艺参数下分别与含金属Bi量为0.05、 0.1、 0.15、 0.2、 0.25、 0.3复合细化合金时， 实验结果发现， 当超声处理与Bi复合 说明书 2/7 页 4 CN 111411246 A 4 变质细化合金时， Bi的最佳含量为0.150.25， 合金中的共晶Mg2Si。

17、变成细小的珊瑚状 或颗粒状。 0027 具体的， 本发明公开的一种超声处理与Bi复合细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织的方 法， 采用超声外场与变质联合处理的机理如下： 0028 超声外场处理在金属熔体中传播时会产生超声空化、 声流、 过热、 谐振等一系列物 理现象， 通过超声空化形核增殖、 破碎对亚(近)共晶Al-Mg2Si合金熔体中已形成的 -Al树 枝晶进行细化， 使初生 -Al变成等轴晶， 同时可以去除合金中的气体、 改善疏松偏析。 0029 此外， 采用Bi元素对共晶Mg2Si相变质， 使之变成球形或纤维状、 颗粒状组织， 从而 降低该强化相对合金基体的割裂作用， 从而提高铸态合金组。

18、织的综合力学性能。 0030 同时， 添加金属Bi可以改善合金切削性能， 防止合金氧化。 金属Bi与超声复合处理 是一项既达到细化晶粒、 除气、 除杂、 改善疏松、 偏析， 提高铸锭品质， 操作简单、 成本低廉、 绿色环保， 因此， 将超声处理与Bi复合应用到细化亚共晶Al-Mg2Si合金组织， 其为一种具有 广阔应用前景与工程研究价值的技术。 0031 需要说明的是， 迄今为止， 对于亚共晶Al-Mg2Si合金研究的报道相对较少， 其中辽 宁工业大学， Wu等人研究了Bi对Al-10Mg2Si合金组织及力学性能的影响， 发现添加Bi对 铸态Al-10Mg2Si合金中的共晶Mg2Si有显著的变。

19、质和细化效果。 铸态合金中的共晶Mg2Si的 形貌从板状结构转变为薄的珊瑚状和纤维状结构， 未变质铸态合金的抗拉强度为213MPa， 而当Bi含量0.60wt时， 合金极限抗拉强度达到270MPa。 0032 此外， 天津大学Li等人对亚共晶Al-10Mg2Si合金通过5206h固溶处理和200 6h时效处理， 发现热处理后合金中的共晶Mg2Si相长出棒状转变成短小的纤维状和球 状， 抗拉强度由未处理的186MPa提高到234.6MPa。 0033 因此， 综上所述， 与现有技术相比， 本发明公开的一种超声处理与Bi复合细化亚共 晶Al-Mg2Si合金组织的方法， 优点在于： 0034 本发明。

20、通过采用金属Bi为变质剂细化亚共晶Al-Mg2Si合金中的共晶Mg2Si增强体， 使其由板片状、 针状结构变成珊瑚状、 纤维状和颗粒状， 并通过超声处理消除铸态亚共晶 Al-Mg2Si合金在变质过程中产生的气体， 减少缩孔、 缩松和金属Bi的偏析缺陷， 同时细化初 生铝( -Al)晶粒尺寸， 使其结构形貌由粗大的树枝晶转变为等轴晶， 最终提高亚共晶Al- Mg2Si合金的综合力学性能。 本发明公开保护的金属Bi与超声复合处理是一项既达到细化 晶粒、 除气、 除杂、 改善疏松、 偏析， 又能有效提高铸锭品质和性能， 该方法操作简单、 成本低 廉、 绿色环保， 适于推广与应用。 附图说明 0035。

21、 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据 提供的附图获得其他的附图 0036 图1为500倍下金属型未超声处理、 未变质的亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织 图。 0037 图2为500倍下金属型640650超声处理150s， 超声功率800W的亚共晶Al- 说明书 3/7 页 5 CN 111411246 A 5 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0038 图3为500倍下金属型。

22、640650超声处理150s， 超声功率1000W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0039 图4为500倍下金属型640650超声处理150s， 超声功率1200W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0040 图5为500倍下金属型640650超声处理150s， 超声功率1400W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0041 图6为500倍下金属型640650超声处理150s， 超声功率1600W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0042 图7为500倍下金属型640650超声处理150s， 超声功率1800W的亚共晶Al-。

23、 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0043 图8为500倍下金属型625635超声处理150s， 超声功率800W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0044 图9为500倍下金属型625635超声处理150s， 超声功率1000W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0045 图10为500倍下金属型625635超声处理150s， 超声功率1200W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0046 图11为500倍下金属型625635超声处理150s， 超声功率1400W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0047 图12为500。

24、倍下金属型625635超声处理150s， 超声功率1600W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0048 图13为500倍下金属型625635超声处理150s， 超声功率1800W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0049 图14为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率800W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0050 图15为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1000W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0051 图16为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1200。

25、W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0052 图17为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1400W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0053 图18为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1600W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0054 图19为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1800W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0055 图20为500倍下金属型615625超声处理60s， 超声功率1800W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 00。

26、56 图21为500倍下金属型615625超声处理90s， 超声功率1800W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 说明书 4/7 页 6 CN 111411246 A 6 0057 图22为500倍下金属型615625超声处理120s， 超声功率1800W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0058 图23为500倍下金属型615625超声处理180s， 超声功率1800W的亚共晶Al- 10Mg2Si合金金相显微组织图。 0059 图24为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1800W， 0.05Bi变质 的亚共晶Al-10Mg2Si合金金。

27、相显微组织图。 0060 图25为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1800W， 0.1Bi变质的 亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织图。 0061 图26为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1800W， 0.15Bi变质 的亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织图。 0062 图27为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1800W， 0.2Bi变质的 亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织图。 0063 图28为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1800W， 0.25Bi变质 的亚共晶Al-。

28、10Mg2Si合金金相显微组织图。 0064 图29为500倍下金属型615625超声处理150s， 超声功率1800W， 0.3Bi变质的 亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织图。 具体实施方式 0065 下面将结合说明书附图对本发明公开保护的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显 然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实 施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属 于本发明保护的范围。 0066 为更好地理解本发明， 下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述， 但不 可理解为对本发明的限定， 对于。

29、本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的 改进与调整， 也视为落在本发明的保护范围内。 0067 因超声处理与Bi复合处理的方法及实验过程、 步骤对亚共晶Al-(510) Mg2Si合金中的初生 -Al及共晶Mg2Si的组织细化均适用， 所以本发明主要以熔炼亚共晶Al- 10Mg2Si合金为例， 且下述实施例中描述了采用本发明公开的技术方案并改变重要因素变 量最终得到的亚共晶Al-10Mg2Si合金铸件， 其中包括超声处理功率范围、 超声处理时间范 围、 超声处理温度范围， 所添加变质剂添加量范围等。 0068 实施例1 0069 熔炼配制亚共晶Al-10Mg2Si合金， 合金各组分。

30、均为重量百分比， 其具体名义化学 成分Mg： 6.34， Si： 3.66， 其余为Al。 其中， 考虑熔炼过程中Mg元素的烧损量， 按1030 添加。 0070 首先将配好的纯Al块和硅颗粒(尺寸210mm)清洗干燥后， 放入井式电阻炉的石 墨坩埚中， 然后在电阻炉加热至熔化后， 合金熔体在低于750， 用铝箔包裹的， 已预热250 300的纯镁块， 用钟罩压入铝合金熔体中， 待其完全熔化保温、 静置10min。 在730750 温度下， 将铝箔包裹称量好的六氯乙烷用钟罩将的压入合金熔体中进行首次精炼除气， 六氯乙烷加入量为熔体总质量的0.3wt。 精炼过程中钟罩不断搅拌1-1.5min， 。

31、随后去除熔 说明书 5/7 页 7 CN 111411246 A 7 体表面浮渣， 得到精炼的合金熔体。 然后在该温度下保温静置5-10min， 等待超声处理。 0071 事先将超声处理设备变幅杆前端放入保温套中预热， 预热温度为300-350。 将 盛装合金熔体的石墨坩埚从电阻炉中取出放入保温套中， 超声变幅杆从坩埚正上方浸入熔 体， 深度15-20cm， 在保温温度范围为640650进行熔体超声处理， 连续处理时间为150s， 功率为800W。 0072 最终将超声处理后的合金液， 浇铸到已预热250300的金属模具中成型， 得到 相应铸件。 0073 需要说明的是， 下述实施例2实施例2。

32、8公开描述的方法均以实施例1公开的技术 内容为基础， 其均在实施例1的基础上改变因素变量得到的， 且实施例1实施例22为超声 工艺参数的优选实验， 以最终得到最优的超声工艺参数， 实施例23实施例28为基于最佳 超声工艺参数前提下加入变质剂Bi复合细化； 具体操作如下： 0074 实施例2实施例6中均除超声处理功率不同外， 其余工艺参数均与实施例1中描 述的操作相同， 具体的， 实施例2实施例5中的超声处理功率分别为1000W、 1200W、 1400W、 1600W和1800W。 0075 且实施例1实施例6公开方法得到的亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织图见 附图2-7。 从图中可。

33、以明显的看出， 经过超声处理后的合金组织中， 原铸造组织中的树枝状 初生 -Al完全破碎， 使其形成椭圆形或近球形的等轴晶组织， 大多数共晶Mg2Si相形貌变化 不明显， 仍为针片状或条状组织， 但随着超声功率的增加， 共晶Mg2Si的针片状尺寸逐渐减 小。 0076 此外实施例7实施例12公开在保温温度范围为625635进行熔体超声处理， 连续处理时间为150s， 超声功率为800W-1800W， 最终将超声处理后的合金液， 浇铸到已预热 250300的金属模具中成型， 得到相应铸件。 具体的， 实施例7实施例12中的超声处理 功率分别为800W、 1000W、 1200W、 1400W、 。

34、1600W和1800W。 0077 其中实施例7实施例12公开方法得到的亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织图 见附图8-13。 从图中可以观察出， 合金超声处理后的初生 -Al完全破碎， 形成近球状等轴 晶， 其尺寸明显小于在640650保温处理时的尺寸， 随着超声功率的不断提高， 合金组织 中的共晶Mg2Si相开始出现明显细化， 有原来的针片状形貌， 开始转变为纤维状或颗粒状结 构。 0078 进一步的， 实施例13实施例18公开在保温温度范围为615625进行熔体超声 处理， 连续处理时间为150s， 功率为800W-1800W， 最终将超声处理后的合金液， 浇铸到已预 热2503。

35、00的金属模具中成型， 得到相应铸件， 具体的， 实施例13实施例18中的超声处 理功率分别为800W、 1000W、 1200W、 1400W、 1600W和1800W。 0079 其中实施例13实施例18公开方法得到的亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织 图见附图14-19。 从图中可以看出， 随着超声功率的不断提高， 初生 -Al晶粒尺寸逐渐减小， 且均为近球状等轴晶， 同时共晶Mg2Si相的细小条状和针状组织逐渐消失， 纤维状和颗粒状 结构开始出现。 当超声功率达到1800W时， 合金中的共晶Mg2Si相完全细化成细小的纤维状 和颗粒状， 且均匀分布于合金基体中。 0080 更进。

36、一步的， 实施例19实施例22公开在保温温度范围为615625进行熔体超 声处理， 功率为1800W， 连续处理时间分别为60180s， 最终将超声处理后的合金液， 浇铸到 说明书 6/7 页 8 CN 111411246 A 8 已预热250300的金属模具中成型， 得到相应铸件。 具体的， 实施例19实施例22中的超 声处理时间分别为60s、 90s、 120s、 180s。 0081 其中实施例19实施例22公开方法得到的亚共晶Al-10Mg2Si合金金相显微组织 图见附图20-23。 从图中可以看到， 合金组织中的初生 -Al相形貌保持不变， 为近球状等轴 晶， 当处理时间较短(小于1。

37、20s)时， Mg2Si相仍有细小的针片状和条状组织出现， 当处理超 过120s时， 针片状或细小条状Mg2Si相消失， 转变成细小纤维状和颗粒状。 0082 为了进一步验证变质剂Bi颗粒及其加入量对本发明申请公开保护的技术方案产 生的实质性影响， 发明人还进行了如下实验， 并同时测定了不同变质剂Bi含量处理得到的 Al-10Mg2Si合金金相显微组织图， 以突显本专利申请相较现有技术存在的非显而易见性。 0083 实验例23实施例28 0084 实施例23实施例28公开在保温温度范围为615625进行熔体超声处理， 功率 为1800W， 连续处理时间分别为150s， 最终将超声处理后的合金液。

38、， 浇铸到已预热250300 的金属模具中成型， 得到相应铸件。 具体的， 实施例23实施例28中变质剂Bi的添加量分 别为0.05、 0.1、 0.15、 0.2、 0.25、 0.3。 0085 并且将上述实施例得到的不同工艺参数下铸件切割成金相试样， 经过打磨、 抛光、 腐蚀后， 在金相显微镜下观察， 得到显微组织照片， 具体参见附图24-29所示。 从图中可以明 显的观察出， 经最佳超声工艺参数与Bi变质复合细化的合金组织中的初生 -Al和共晶 Mg2Si相均得到明显的细化， 其中初生 -Al相形貌均为等轴晶， 其形貌接近球形， Mg2Si相形 貌均为纤维状和颗粒状， 当Bi含量为0.。

39、150.25时， 合金中的Mg2Si相的颗粒组织最为 细小， 且均匀地分布于Al基体中。 0086 对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。 说明书 7/7 页 9 CN 111411246 A 9 图1 图2 说明书附图 1/15 页 10 CN 111411246 A 10 图3 图4 说明书。

40、附图 2/15 页 11 CN 111411246 A 11 图5 图6 说明书附图 3/15 页 12 CN 111411246 A 12 图7 图8 说明书附图 4/15 页 13 CN 111411246 A 13 图9 图10 说明书附图 5/15 页 14 CN 111411246 A 14 图11 图12 说明书附图 6/15 页 15 CN 111411246 A 15 图13 图14 说明书附图 7/15 页 16 CN 111411246 A 16 图15 图16 说明书附图 8/15 页 17 CN 111411246 A 17 图17 图18 说明书附图 9/15 页 18 CN 111411246 A 18 图19 图20 说明书附图 10/15 页 19 CN 111411246 A 19 图21 图22 说明书附图 11/15 页 20 CN 111411246 A 20 图23 图24 说明书附图 12/15 页 21 CN 111411246 A 21 图25 图26 说明书附图 13/15 页 22 CN 111411246 A 22 图27 图28 说明书附图 14/15 页 23 CN 111411246 A 23 图29 说明书附图 15/15 页 24 CN 111411246 A 24 。